纳米二氧化硅修饰蒙脱土粒子制备及应用于原位法生成改性水性聚氨酯树脂的方法

摘要

本发明涉及纳米二氧化硅修饰蒙脱土粒子制备及应用于原位法生成改性水性聚氨酯树脂的方法。通过使用正硅酸乙酯，硅烷偶联剂与蒙脱土进行改性反应，在蒙托土的表面修饰一层纳米二氧化硅，同时修饰活性氨基基团。这使得蒙脱土在水性聚氨酯树脂中相容性更好，有利于乳液的稳定。通过原位法生成二氧化硅修饰蒙脱土，不仅使蒙脱土表面修饰一层含有大量硅羟基的二氧化硅，同时也使得蒙脱土片层部分发生剥离。当将上述改性粒子与水性聚氨酯体系中，聚氨酯的高分子链与蒙脱土发生插层作用，这种插层作用限制了聚氨酯分子链的自由运动，相应提高了材料的力学性能和耐热稳定性。与单纯的聚氨酯相比，拉伸强度提高了1～2倍，热分解温度提高30～50℃。

主权项

一种纳米二氧化硅修饰蒙脱土粒子的方法，其特征在于用正硅酸乙酯和纳米蒙脱土粒子，通过溶胶凝胶法制得用纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子；其制备方法如下：（1）取纳米蒙脱土（MMT）在蒸馏水中进行溶胀，使用超声分散至形成均匀的悬浮液；（2）称取正硅酸乙酯（TEOS），MMT与TEOS的质量比为1:（0.5~2），加入到无水乙醇中溶解制得正硅酸乙酯的醇溶液；（3）将上述（2）步骤制得的溶液缓慢滴加到（1）步骤制得的悬浮液中，强力搅拌至溶液均匀，使用超声分散至形成均匀的悬浮液；向悬浮液中滴加氨水控制pH值在9.5~10.5，常温下搅拌至正硅酸乙酯完全水解；（4）待正硅酸乙酯水解后，将得到的反应液放在60℃烘箱中烘干，所得的粉体研磨成粉，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子；（5）将制得的SiO2‑MMT粒子加入乙醇和水的混合溶液中，其中乙醇：水=9:1，搅拌使用超声分散至形成均匀的悬浮液；向悬浮液中滴加氨基硅烷偶联剂，MMT与氨基硅烷偶联剂的质量比为1:（0.2~0.4）；常温下搅拌12~16h后过滤，将得到的粉体在120℃烘箱中反应，通过偶联反应在其表面引入活性氨基基团。